(57)【要約】【課題】操作量総和を操作量総和下限値以上の値に維持しつつ、制御の限界を改善する。【解決手段】制御装置は、各制御ループの制御量ＰＶ１，ＰＶ２と設定値ＳＰ１，ＳＰ２との偏差に基づいて操作量ＭＶ１，ＭＶ２を算出するＰＩＤ演算部２２−１，２２−２と、操作量ＭＶ１とＭＶ２の総和ＭＶ＿allを算出する操作量総和算出部３１−１，３１−２と、複数のゾーンＺ１，Ｚ２のうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出したときに、整定時の各ゾーンＺ１，Ｚ２の操作量ＭＶ１，ＭＶ２と整定時の操作量総和ＭＶ＿allとの比に応じて、予め規定された操作量総和下限値ＯＬ＿allを各ゾーンに配分し、この配分した値を各ゾーンの操作量下限値ＯＬ１，ＯＬ２とする下限値配分部３２−１，３２−２とを備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置において、
各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する複数の制御演算手段と、
前記複数のゾーンのうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出したときに、この整定時の各ゾーンの操作量に基づいて各ゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値を決定する下限値配分手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、
さらに、前記制御演算手段によって算出された複数の操作量の総和を算出する操作量総和算出手段を備え、
前記下限値配分手段は、前記制御演算手段によって算出された整定時の各ゾーンの操作量と前記操作量総和算出手段によって算出された整定時の操作量総和との比に応じて、予め規定された操作量総和下限値を各ゾーンに配分し、この配分した値を各ゾーンの前記操作量下限値とすることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の制御装置において、
さらに、前記制御演算手段によって算出された複数の操作量の総和を算出する操作量総和算出手段を備え、
前記下限値配分手段は、前記操作量総和算出手段によって算出された整定時の操作量総和の予め規定された操作量総和下限値に対する余裕分を各ゾーンに均等に配分し、この各ゾーンに配分した値だけ前記制御演算手段によって算出された整定時の各ゾーンの操作量を減じた値を、各ゾーンの前記操作量下限値とすることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の制御装置において、
前記操作量総和算出手段は、
前記複数の操作量の各々にダンピング処理を行うダンピング処理手段と、
前記ダンピング処理後の複数の操作量を加算して前記操作量総和を算出する加算手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置において、
各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する複数の制御演算手段と、
制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいときに、前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から前記余裕量に基づく値を減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の制御装置において、
前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つに分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量をｍ（ｍ≧１．０）で除算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項５記載の制御装置において、
前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つに分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量にα（０≦α≦１）を乗算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項５記載の制御装置において、
前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つ以上に分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量の総和とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値の総和との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量をｍ（ｍ≧１．０）で除算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項５記載の制御装置において、
前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つ以上に分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量の総和とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値の総和との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量にα（０≦α≦１）を乗算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御方法において、
各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する制御演算手順と、
前記複数のゾーンのうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出したときに、この整定時の各ゾーンの操作量に基づいて各ゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値を決定する下限値配分手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の制御方法において、
さらに、前記制御演算手順と下限値配分手順との間に、前記制御演算手順によって算出された複数の操作量の総和を算出する操作量総和算出手順を備え、
前記下限値配分手順は、前記制御演算手順によって算出された整定時の各ゾーンの操作量と前記操作量総和算出手順によって算出された整定時の操作量総和との比に応じて、予め規定された操作量総和下限値を各ゾーンに配分し、この配分した値を各ゾーンの前記操作量下限値とすることを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の制御方法において、
さらに、前記制御演算手順と下限値配分手順との間に、前記制御演算手順によって算出された複数の操作量の総和を算出する操作量総和算出手順を備え、
前記下限値配分手順は、前記操作量総和算出手順によって算出された整定時の操作量総和の予め規定された操作量総和下限値に対する余裕分を各ゾーンに均等に配分し、この各ゾーンに配分した値だけ前記制御演算手順によって算出された整定時の各ゾーンの操作量を減じた値を、各ゾーンの前記操作量下限値とすることを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の制御方法において、
前記操作量総和算出手順は、
前記複数の操作量の各々にダンピング処理を行うダンピング処理手順と、
前記ダンピング処理後の複数の操作量を加算して前記操作量総和を算出する加算手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御方法において、
各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する制御演算手順と、
制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手順によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいときに、前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から前記余裕量に基づく値を減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の制御方法において、
前記下限余裕配分手順は、制御対象を空間的に２つに分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手順によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量をｍ（ｍ≧１．０）で除算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の制御方法において、
前記下限余裕配分手順は、制御対象を空間的に２つに分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手順によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量にα（０≦α≦１）を乗算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の制御方法において、
前記下限余裕配分手順は、制御対象を空間的に２つ以上に分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手順によって算出された操作量の総和とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値の総和との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量をｍ（ｍ≧１．０）で除算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の制御方法において、
前記下限余裕配分手順は、制御対象を空間的に２つ以上に分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手順によって算出された操作量の総和とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値の総和との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量にα（０≦α≦１）を乗算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手順とを備えることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置および制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大規模あるいは中規模の空間を対象とした空調システムでは、空間を複数のゾーンに分割して個々のゾーンに送る風量を制御することにより、個々のゾーンの温度（室温）を制御するものがある。個々のゾーンの制御系においては、制御対象の状態量（温度）として制御量ＰＶと、その状態量（温度）に対する目標数値として設定値ＳＰと、制御量ＰＶを設定値ＳＰに制御するための制御指令（風量あるいは風量を決めるバルブ開度、ダンパ開度）として操作量ＭＶとが、各ゾーンのコントローラにより処理される。このときの制御手法としては、線形な制御手法（例えばＰＩＤ）が広く利用される。
【０００３】
換気の必要性により、空調対象の空間に送られる風量の総和には、最低限の必要量という制約がある。その風量総和の下限値（実質的には操作量ＭＶの総和の下限値）ＯＬ＿allを確保するために、各ゾーンの操作量下限値ＯＬが０よりも大きめの数値に固定される。例えば、分割された複数のゾーンの各コントローラから出力される操作量ＭＶの下限値ＯＬが、一律に２０．０％に固定されるような形態などが考えられる。このように操作量ＭＶの下限値ＯＬを一律に２０．０％に固定する場合、温度制御の都合からは操作量ＭＶを２０．０％よりも小さくしたい状況であっても、操作量ＭＶを下限値ＯＬよりも小さくすることができないので、制御量ＰＶを設定値ＳＰに制御することができなくなる。すなわち、結果的に制御可能な温度範囲が制約されてしまうことになる。
【０００４】
従来、複数の制御系の操作量ＭＶの総和を制限しつつ、各コントローラの制御性を維持する技術として、特許文献１に開示された制御装置が提案されている。この制御装置は、複数の制御系の操作量ＭＶの総和を所定値以下に維持しつつ、優先側コントローラについて良好な制御性を得ることができるようにし、かつ非優先側コントローラについても可能な範囲で制御性を維持することができるようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４９４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来の空調システムでは、空調対象の空間に送る風量の総和の下限値ＯＬ＿allを確保するために、各ゾーンの操作量下限値ＯＬを一律に固定すると、操作量ＭＶを下限値ＯＬよりも小さくすることができなくなるので、制御可能な温度範囲に制約が生じるという問題点があった。
【０００７】
特許文献１に開示された制御装置は、複数の制御系の操作量ＭＶの総和を所定値以下に維持するために操作量ＭＶの上限値を操作するものであって、操作量ＭＶの下限値を固定するものではなく、従来の空調システムにおける上記の問題点を解決することはできない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、操作量総和を操作量総和下限値以上の値に維持しつつ、各ゾーンの操作量が操作量下限値によって制約されることによる制御の限界を改善することができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置において、各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する複数の制御演算手段と、前記複数のゾーンのうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出したときに、この整定時の各ゾーンの操作量に基づいて各ゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値を決定する下限値配分手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、前記制御演算手段によって算出された複数の操作量の総和を算出する操作量総和算出手段を備え、前記下限値配分手段は、前記制御演算手段によって算出された整定時の各ゾーンの操作量と前記操作量総和算出手段によって算出された整定時の操作量総和との比に応じて、予め規定された操作量総和下限値を各ゾーンに配分し、この配分した値を各ゾーンの前記操作量下限値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、前記制御演算手段によって算出された複数の操作量の総和を算出する操作量総和算出手段を備え、前記下限値配分手段は、前記操作量総和算出手段によって算出された整定時の操作量総和の予め規定された操作量総和下限値に対する余裕分を各ゾーンに均等に配分し、この各ゾーンに配分した値だけ前記制御演算手段によって算出された整定時の各ゾーンの操作量を減じた値を、各ゾーンの前記操作量下限値とすることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記操作量総和算出手段は、前記複数の操作量の各々にダンピング処理を行うダンピング処理手段と、前記ダンピング処理後の複数の操作量を加算して前記操作量総和を算出する加算手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の制御装置は、各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する複数の制御演算手段と、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいときに、前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から前記余裕量に基づく値を減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つに分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量をｍ（ｍ≧１．０）で除算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つに分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量にα（０≦α≦１）を乗算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つ以上に分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量の総和とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値の総和との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量をｍ（ｍ≧１．０）で除算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記下限余裕配分手段は、制御対象を空間的に２つ以上に分割する場合に、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量の総和とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値の総和との間の余裕量が０より大きいとき、前記余裕量にα（０≦α≦１）を乗算した値だけ前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、制御対象を空間的に分割した複数のゾーンをそれぞれ制御する複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御方法において、各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する制御演算手順と、前記複数のゾーンのうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出したときに、この整定時の各ゾーンの操作量に基づいて各ゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値を決定する下限値配分手順とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法は、各制御ループの制御量ＰＶとこれに対応する各制御ループの設定値ＳＰとの偏差に基づいて操作量を制御ループ毎に算出する制御演算手順と、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手順によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいときに、前記制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から前記余裕量に基づく値を減じた値を、前記制御対象のゾーンの制御演算手順で用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行う下限余裕配分手順とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数のゾーンのうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出したときに、整定時の各ゾーンの操作量に基づいて各ゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値を決定することにより、操作量総和を操作量総和下限値以上の値に維持しつつ、各ゾーンの操作量下限値の制約を緩和することができ、各ゾーンの操作量が操作量下限値によって制約されることによる制御の限界を改善することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの制御演算手段によって算出された操作量とこの他のゾーンの予め規定された操作量下限値との間の余裕量が０より大きいときに、制御対象のゾーンの予め規定された操作量下限値から余裕量に基づく値を減じた値を、制御対象のゾーンの制御演算手段が用いる操作量下限値とすることをゾーン毎に行うことにより、操作量総和を操作量総和下限値以上の値に維持しつつ、各ゾーンの操作量下限値の制約を緩和することができ、各ゾーンの操作量が操作量下限値によって制約されることによる制御の限界を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［発明の原理１］
空間を複数のゾーンに分割して個々のゾーンに送る風量を制御することにより各ゾーンの温度を制御する空調システムにおいて、風量の総和（操作量ＭＶの総和）の下限値ＯＬ＿allを確保するためには、ゾーン毎の各コントローラから出力される操作量ＭＶの下限値ＯＬを予め固定しておく必要はない。すなわち、各ゾーンの制御の状態を監視しておいて、整定状態における各操作量ＭＶ＿ｓ（整定操作量）に基づいて操作量下限値ＯＬを決定すれば、操作量下限値ＯＬを一律に決定するよりも制御の限界の改善が図れることに発明者は着眼した。
【００１８】
図１は本発明の原理１を説明するためのフローチャートである。風量の総和（操作量ＭＶの総和）が下限値ＯＬ＿allに到達せずに整定している状態を検出する（図１ステップＳ１）。このような整定状態を検出したら、風量の総和（操作量ＭＶの総和）が下限値ＯＬ＿allを下回らないようにするための各ゾーンの操作量下限値ＯＬを、この整定状態に基づき自動設定する（ステップＳ２）。これにより、各ゾーンの操作量下限値ＯＬを一律に決定する非効率な方法に比べて、制御の限界を改善することができる。
【００１９】
ステップＳ２における操作量下限値ＯＬの設定方法としては、例えば各ゾーンのプロセスゲインが線形でオフセット成分が小さいとすると、風量の総和（操作量ＭＶの総和）の下限値ＯＬ＿allを各ゾーンの操作量下限値ＯＬに比例配分する方法が合理的である。あるいは、例えば風量の総和（操作量ＭＶの総和）の下限値ＯＬ＿allまでの余裕分を、各ゾーンの操作量下限値ＯＬに均等配分する方法が合理的である。
【００２０】
以上の原理１の場合、総和最低時の個々の下限操作量ＭＶが、整定状態が検出された時点で予め把握できることになる。すなわち、オペレータのマニュアル設定の介入によって微調整を施すことも可能である。
【００２１】
［発明の原理２］
空間を複数のゾーンに分割して個々のゾーンに送る風量を制御することにより各ゾーンの温度を制御する空調システムにおいては、特定のゾーン以外の他のゾーンの操作量ＭＶが他のゾーンの操作量下限値ＯＬよりも余裕がある場合に、その余裕分を特定のゾーンの操作量下限値ＯＬの引き下げ可能な量と見なして、特定のゾーンの操作量下限値ＯＬを適宜設定すれば、操作量下限値ＯＬを完全に固定するよりも制御の限界の改善が図れることに発明者は着眼した。
【００２２】
図２は本発明の原理２を説明するためのフローチャートである。風量の総和（操作量ＭＶの総和）が下限値ＯＬ＿allを下回らないようにするために、各ゾーンの操作量下限値ＯＬ＿fを予め固定する（図２ステップＳ３）。特定のゾーンとは別の他のゾーンの操作量ＭＶがこの他のゾーンの操作量下限値ＯＬ＿fよりも余裕がある場合に（ステップＳ４においてＹＥＳ）、その余裕分を特定のゾーンの操作量下限値ＯＬ＿fの引き下げ可能な量と見なし、特定のゾーンの操作量下限値ＯＬ＿fから余裕量に基づく値を減じた値を、特定のゾーンのコントローラが実際に用いる操作量下限値ＯＬ’とする（ステップＳ５）。
【００２３】
以上の原理２の場合、総和最低時の下限操作量ＭＶの偏りを削減できることになる。すなわち、あらゆるゾーンにおいて余裕分が少なくなってきた場合には、予め規定された各ゾーンの操作量下限値ＯＬ＿fに収束する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図３は本発明の第１の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１に対応するものである。
１は空調制御の対象となる空間、Ｚ１，Ｚ２は空間１を分割した２つのゾーン、２−１，２−２はゾーンＺ１，Ｚ２毎に温度制御を行うコントローラ、３はゾーンＺ１，Ｚ２の操作量下限値ＯＬ１，ＯＬ２の設定処理を行う連携動作演算部、４−１，４−２はゾーンＺ１，Ｚ２の制御量ＰＶ１，ＰＶ２を計測するセンサ、５はゾーンＺ１，Ｚ２に冷温風を供給する熱源系、６−１，６−２はゾーンＺ１，Ｚ２に供給される冷温風の風量を調節する風量調節器、７−１，７−２はゾーンＺ１，Ｚ２の冷温風出口である。
【００２５】
熱源系５は、例えば冷温水を供給する熱源と、熱源から供給される冷温水により空気を冷却または加熱するコイルと、冷却または加熱された空気を送り出す送風機等から構成される。
本実施の形態は、中規模の空間１を２つのゾーンＺ１，Ｚ２に分けて温度制御を行なうものである。この場合、通常のシングルループの制御系を２ループ構成する。
【００２６】
図４に本実施の形態の空調システムで用いる制御装置の構成を示す。制御装置は、シングルループの制御系を構成するための構成要素であるコントローラ２−１，２−２と、連携動作演算部３とからなる。
【００２７】
コントローラ２−１は、例えばゾーンＺ１の居住者によって設定された設定値ＳＰ１を入力する設定値ＳＰ入力部２０−１と、センサ４−１によって計測されたゾーンＺ１の制御量ＰＶ１を入力する制御量ＰＶ入力部２１−１と、設定値ＳＰ１と制御量ＰＶ１に基づいて操作量ＭＶ１を算出する制御演算手段となるＰＩＤ演算部２２−１と、操作量ＭＶ１をゾーンＺ１の風量調節器６−１と連携動作演算部３に出力する操作量ＭＶ出力部２３−１とを備える。
【００２８】
同様に、コントローラ２−２は、ゾーンＺ２の居住者によって設定された設定値ＳＰ２を入力する設定値ＳＰ入力部２０−２と、センサ４−２によって計測されたゾーンＺ２の制御量ＰＶ２を入力する制御量ＰＶ入力部２１−２と、設定値ＳＰ２と制御量ＰＶ２に基づいて操作量ＭＶ２を算出する制御演算手段となるＰＩＤ演算部２２−２と、操作量ＭＶ２をゾーンＺ２の風量調節器６−２と連携動作演算部３に出力する操作量ＭＶ出力部２３−２とを備える。
【００２９】
連携動作演算部３は、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの操作量を受ける他全操作量入力部３０−１，３０−２と、操作量の総和を算出する操作量総和算出部３１−１，３１−２と、ゾーンＺ１，Ｚ２の操作量下限値ＯＬ１，ＯＬ２の設定処理を行う下限値配分部３２−１，３２−２とを、それぞれゾーンＺ１，Ｚ２毎に備える。
【００３０】
図５に、本実施の形態における制御系のブロック線図を示す。Ｐ１はゾーンＺ１の制御対象、Ｐ２はゾーンＺ２の制御対象であり、ＰＩＤ演算部２２−１，２２−２と共にフィードバック制御系が個々のゾーンＺ１，Ｚ２毎に形成される。すなわち、制御対象Ｐ１とＰＩＤ演算部２２−１とからなるフィードバック制御系がゾーンＺ１に形成され、制御対象Ｐ２とＰＩＤ演算部２２−２とからなるフィードバック制御系がゾーンＺ２に形成される。
【００３１】
ＳＰ１はゾーンＺ１の設定値、ＰＶ１はゾーンＺ１の制御量であり、本実施の形態ではどちらも温度である。同様に、ＳＰ２はゾーンＺ２の設定値、ＰＶ２はゾーンＺ２の制御量であり、本実施の形態ではどちらも温度である。ＭＶ１はＰＩＤ演算部２２−１が算出する、ゾーン１の操作量であり、ＭＶ２はＰＩＤ演算部２２−２が算出する、ゾーン２の操作量である。
【００３２】
操作量総和算出部３１−１，３１−２と下限値配分部３２−１，３２−２とは、操作量総和ＭＶ＿allを算出し、制御の整定状態を検出した際に操作量総和下限値ＯＬ＿allの合理的配分の算出と更新とを行う連携制御系を構成している。
【００３３】
図６に、本実施の形態における好適な制御系のブロック線図を示す。図６は、図５に示した制御系のより好適かつ詳細な構成を示している。
ダンピング処理部３１０，３１１は、操作量ＭＶ１，ＭＶ２の高周波のふらつきを削減するための構成要素である。ダンピング処理部３１０，３１１は、例えば１次遅れの時間遅れ特性のローパスフィルタで実現すればよい。ゾーンＺ１のダンピング処理の時定数をＴ１、ゾーンＺ２のダンピング処理の時定数をＴ２、ラプラス演算子をｓとすると、ダンピング処理部３１０の伝達関数は１／（１＋Ｔ１ｓ）、ダンピング処理部３１１の伝達関数は１／（１＋Ｔ２ｓ）となる。
【００３４】
加算部３１２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１とＭＶ２との和である操作量総和ＭＶ＿allを次式のように算出する。
ＭＶ＿all＝ＭＶ１＋ＭＶ２                                       ・・・（１）
【００３５】
下限値配分部３２−１，３２−２は、ゾーンＺ１，ゾーンＺ２の制御の整定状態を検出し、検出時点におけるゾーンＺ１，ゾーンＺ２の操作量ＭＶ１＿s，ＭＶ２＿s（整定操作量）の総和ＭＶ＿all＿s＝ＭＶ１＿s＋ＭＶ２＿sに基づき各コントローラの操作量下限値ＯＬを決定するための構成要素である。下限値配分部３２−１，３２−２は、具体的には以下の式のような比例配分処理を実行する。
ＯＬ１←ＯＬ＿all（ＭＶ１＿s／ＭＶ＿all＿s）                    ・・・（２）
ＯＬ２←ＯＬ＿all（ＭＶ２＿s／ＭＶ＿all＿s）                    ・・・（３）
【００３６】
式（２）、式（３）において、ＯＬ＿allは空間１の換気のために最低限必要な風量の総和に相当する操作量ＭＶの総和の下限値であり、予め規定される一定値である。ＯＬ１，ＯＬ２はそれぞれゾーンＺ１，Ｚ２のコントローラ２−１，２−２において利用される操作量下限値である。
式（２）、式（３）は、各ゾーンの整定時の操作量と整定時の操作量総和との比に応じて操作量総和下限値ＯＬ＿allを、各ゾーンの操作量下限値ＯＬに配分することを意味する。
【００３７】
また、下限値配分部３２−１，３２−２は、式（２）、式（３）を実行する代わりに、以下の式のような均等配分処理を実行してもよい。
ＯＬ１←ＭＶ１＿s−（ＭＶ＿all＿s−ＯＬ＿all）／２              ・・・（４）
ＯＬ２←ＭＶ２＿s−（ＭＶ＿all＿s−ＯＬ＿all）／２              ・・・（５）
式（４）、式（５）は、整定時の操作量総和ＭＶ＿all＿sの下限値ＯＬ＿allに対する余裕分を、各ゾーンの操作量下限値ＯＬに均等に配分することを意味する。
【００３８】
以下、本実施の形態の制御装置の動作を説明する。図７は制御装置の動作を示すフローチャートである。
設定値ＳＰ１は、例えばゾーンＺ１の居住者によって設定され、コントローラ２−１の設定値ＳＰ入力部２０−１を介してＰＩＤ演算部２２−１に入力される（ステップＳ１００）。設定値ＳＰ２は、例えばゾーンＺ２の居住者によって設定され、コントローラ２−２の設定値ＳＰ入力部２０−２を介してＰＩＤ演算部２２−２に入力される（ステップＳ１０１）。
【００３９】
制御量ＰＶ１は、センサ４−１によって計測され、コントローラ２−１の制御量ＰＶ入力部２１−１を介してＰＩＤ演算部２２−１に入力される（ステップＳ１０２）。制御量ＰＶ２は、センサ４−２によって計測され、コントローラ２−２の制御量ＰＶ入力部２１−２を介してＰＩＤ演算部２２−２に入力される（ステップＳ１０３）。
【００４０】
ＰＩＤ演算部２２−１は、設定値ＳＰ１と制御量ＰＶ１に基づいて、次式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶ１を算出し（ステップＳ１０４）、同様にＰＩＤ演算部２２−２は、設定値ＳＰ２と制御量ＰＶ２に基づいて操作量ＭＶ２を算出する（ステップＳ１０５）。
ＭＶ１＝Ｋｇ１｛１＋（１／Ｔｉ１ｓ）＋Ｔｄ１ｓ｝（ＳＰ１−ＰＶ１）
・・・（６）
ＭＶ２＝Ｋｇ２｛１＋（１／Ｔｉ２ｓ）＋Ｔｄ２ｓ｝（ＳＰ２−ＰＶ２）
・・・（７）
【００４１】
式（６）、式（７）において、Ｋｇ１，Ｋｇ２は比例ゲイン、Ｔｉ１，Ｔｉ２は積分時間、Ｔｄ１，Ｔｄ２は微分時間である。
なお、冷房時には、比例ゲインＫｇ１，Ｋｇ２を負の値に設定し、暖房時には、比例ゲインＫｇ１，Ｋｇ２を正の値に設定する。
【００４２】
さらに、ＰＩＤ演算部２２−１は、操作量ＭＶ１の出力に際して、以下の式のような操作量ＭＶ１の上下限処理を行う。
ＩＦ  ＭＶ１＞ＯＨ１  ＴＨＥＮ  ＭＶ１＝ＯＨ１                  ・・・（８）
ＩＦ  ＭＶ１＜ＯＬ１  ＴＨＥＮ  ＭＶ１＝ＯＬ１                  ・・・（９）
すなわち、ＰＩＤ演算部２２−１は、操作量ＭＶ１が予め設定された操作量上限値ＯＨ１より大きい場合、操作量ＭＶ１＝ＯＨ１として出力する上限処理を行い、操作量ＭＶ１が下限値配分部３２−１から出力される操作量下限値ＯＬ１より小さい場合、操作量ＭＶ１＝ＯＬ１として出力する下限処理を行う。
【００４３】
同様に、ＰＩＤ演算部２２−２は、操作量ＭＶ２の出力に際して、以下の式のような操作量ＭＶ２の上下限処理を行う。
ＩＦ  ＭＶ２＞ＯＨ２  ＴＨＥＮ  ＭＶ２＝ＯＨ２                ・・・（１０）
ＩＦ  ＭＶ２＜ＯＬ２  ＴＨＥＮ  ＭＶ２＝ＯＬ２                ・・・（１１）
ＯＨ２は予め設定された操作量上限値、ＯＬ２は下限値配分部３２−２から出力される操作量下限値である。
【００４４】
操作量ＭＶ出力部２３−１，２３−２は、ＰＩＤ演算部２２−１，２２−２から出力された操作量ＭＶ１，ＭＶ２をそれぞれ風量調節器６−１，６−２に出力すると共に連携動作演算部３に出力する。
【００４５】
連携動作演算部３の操作量総和算出部３１−１は、コントローラ２−１から出力された操作量ＭＶ１を受け取ると共に、コントローラ２−２から出力された操作量ＭＶ２を他全操作量入力部３０−１を介して受け取る。操作量総和算出部３１−２は、コントローラ２−２から出力された操作量ＭＶ２を受け取ると共に、コントローラ２−１から出力された操作量ＭＶ１を他全操作量入力部３０−２を介して受け取る。
【００４６】
操作量総和算出部３１−１内のダンピング処理部３１０，３１１は、それぞれ操作量ＭＶ１，ＭＶ２をダンピング処理し（ステップＳ１０６）、同様に操作量総和算出部３１−２内のダンピング処理部３１０，３１１は、操作量ＭＶ１，ＭＶ２をダンピング処理する（ステップＳ１０７）。
【００４７】
続いて、操作量総和算出部３１−１内の加算部３１２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１とＭＶ２とから操作量総和ＭＶ＿allを式（１）のように算出し（ステップＳ１０８）、同様に操作量総和算出部３１−２内の加算部３１２は、操作量総和ＭＶ＿allを算出する（ステップＳ１０９）。
【００４８】
次に、下限値配分部３２−１，３２−２は、操作量総和ＭＶ＿allが下限値ＯＬ＿allより大きく、かつゾーンＺ１，Ｚ２の制御が整定している状態を検出する（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。下限値配分部３２−１，３２−２は、設定値ＳＰ１と制御量ＰＶ１に基づいてゾーンＺ１の制御が整定しているかどうかを判定し、設定値ＳＰ２と制御量ＰＶ２に基づいてゾーンＺ２の制御が整定しているかどうかを判定する。整定判定方法については、例えば特開平９−１６０６０４号公報などに開示されている。
【００４９】
下限値配分部３２−１は、操作量総和ＭＶ＿allが下限値ＯＬ＿allより大きく、かつゾーンＺ１，Ｚ２の制御が共に整定しているとき、この整定時の操作量ＭＶ１＿sと整定時の操作量総和ＭＶ＿all＿sと操作量総和下限値ＯＬ＿allとから操作量下限値ＯＬ１を式（２）または式（４）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ１をＰＩＤ演算部２２−１に出力する（ステップＳ１１２）。
【００５０】
下限値配分部３２−２は、操作量総和ＭＶ＿allが下限値ＯＬ＿allより大きく、かつゾーンＺ１，Ｚ２の制御が共に整定しているとき、この整定時の操作量ＭＶ２＿sと整定時の操作量総和ＭＶ＿all＿sと操作量総和下限値ＯＬ＿allとから操作量下限値ＯＬ２を式（３）または式（５）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ２をＰＩＤ演算部２２−２に出力する（ステップＳ１１３）。
【００５１】
以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１３の処理が例えば空調システムのオペレータによって制御の終了が指示されるまで（ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。
なお、操作量総和ＭＶ＿allが低下して下限値ＯＬ＿allに到達した場合、あるいはゾーンＺ１とＺ２のうち少なくとも一方の制御が整定していない場合には、ステップＳ１１０，Ｓ１１１において判定ＮＯとなる。つまり、操作量下限値ＯＬ１，ＯＬ２の更新は、整定状態が検出された制御周期のみ実行される。
【００５２】
図８は、従来の空調システムと本実施の形態の空調システムの冷房時の数値例を示す図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）では、いずれも予め規定される操作量総和の下限値ＯＬ＿allを４０．０％であるとする。
【００５３】
図８（Ａ）は従来の空調システムの場合を示している。ここでは、ゾーンＺ１の設定値ＳＰ１とゾーンＺ２の設定値ＳＰ２が共に２５．０℃であり、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１とゾーンＺ２の操作量下限値ＯＬ２が共に２０．０％であるとする。ゾーンＺ１の制御量ＰＶ１を２５．０℃に制御するために、本来必要な操作量ＭＶ１が４５．０％であり、ゾーンＺ２の制御量ＰＶ２を２５．０℃に制御するために、本来必要な操作量ＭＶ２が１５．０％であるとすると、風量総和（操作量ＭＶ総和）としては２０．０％（ＭＶ１＋ＭＶ２−ＯＬ＿all＝４５．０％＋１５．０％−４０．０％）の余裕があることになる。しかし、ゾーンＺ２については操作量下限値ＯＬ２が２０．０％なので操作量ＭＶ２は２０．０％に制限されることになり、すなわち必要以上の冷房を行なうことにより、ゾーンＺ２の制御量ＰＶ２は例えば２４．３℃となり、設定値ＳＰ２からずれた状態になる。このように、従来の空調システムでは、制御可能な温度範囲が制約されてしまうことになる。
【００５４】
一方、図８（Ａ）に示した状況に対して本実施の形態を適用すると、ゾーンＺ１の操作量ＭＶ１が４５．０％で、ゾーンＺ２の操作量ＭＶ２が１５．０％であれば、図８（Ｂ）に示すように、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１が３０．０％（４０．０％｛４５．０％／（４５．０％＋１５．０％）｝）になり、ゾーンＺ２の操作量下限値ＯＬ２が１０．０％（４０．０％｛１５．０％／（４５．０％＋１５．０％）｝）になる。したがって、ＭＶ１＝４５．０％、ＭＶ２＝１５．０％が制約を受けずに出力され、ゾーンＺ１の制御量ＰＶ１とゾーンＺ２の制御量ＰＶ２は共に２５．０℃に制御される。
【００５５】
図８（Ｂ）の状態から、外部条件が変化して本来必要な操作量が下がり、例えば本来必要な操作量ＭＶ１が２９．０％で、本来必要な操作量ＭＶ２が９．０％である状況のときは、操作量総和ＭＶ＿allが低下して下限値ＯＬ＿allに到達するので、図７のステップＳ１１０，Ｓ１１１において判定ＮＯとなり、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１が図８（Ｂ）の状態で決定された３０．０％に固定され、ゾーンＺ２の操作量下限値ＯＬ２が図８（Ｂ）の状態で決定された１０．０％に固定される。したがって、操作量ＭＶ１は３０．０％に制限され、操作量ＭＶ２は１０．０％に制限される（図８（Ｃ））。この場合は、例えばゾーンＺ１の制御量ＰＶ１とゾーンＺ２の制御量ＰＶ２は共に２４．９℃となり、設定ＳＰ１，ＳＰ２から僅かにずれるため、制御性が犠牲になるが、従来の空調システムのように制御性が大きく犠牲になる確率は低減されていることが分かる。
【００５６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１に対応するものである。
１ａは空調制御の対象となる空間、Ｚ１〜Ｚ６は空間１ａを分割した６つのゾーン、２−１〜２−６はゾーンＺ１〜Ｚ６毎に温度制御を行うコントローラ、３ａは連携動作演算部、４−１〜４−６はゾーンＺ１〜Ｚ６の制御量ＰＶ１〜ＰＶ６を計測するセンサ、５はゾーンＺ１〜Ｚ６に冷温風を供給する熱源系、６−１〜６−６はゾーンＺ１〜Ｚ６に供給される冷温風の風量を調節する風量調節器、７−１〜７−６はゾーンＺ１〜Ｚ６の冷温風出口である。
【００５７】
本実施の形態は、大規模の空間１ａを６つのゾーンＺ１〜Ｚ６に分けて温度制御を行なうものである。この場合、通常のシングルループの制御系を６ループ構成する。
図１０に本実施の形態の空調システムで用いる制御装置の構成を示す。制御装置は、コントローラ２−１〜２−６と、連携動作演算部３ａとからなる。
【００５８】
コントローラ２−１〜２−６は、設定値ＳＰ入力部２０−１〜２０−６と、制御量ＰＶ入力部２１−１〜２１−６と、ＰＩＤ演算部２２−１〜２２−６と、操作量ＭＶ出力部２３−１〜２３−６とを、それぞれゾーンＺ１〜Ｚ６毎に備える。
【００５９】
連携動作演算部３ａは、他全操作量入力部３０ａ−１〜３０ａ−６と、操作量総和算出部３１ａ−１〜３１ａ−６と、下限値配分部３２ａ−１〜３２ａ−６とを、それぞれゾーンＺ１〜Ｚ６毎に備える。
【００６０】
図１１に、本実施の形態における制御系のブロック線図を示す。第１の実施の形態と同様に、制御対象Ｐ１とＰＩＤ演算部２２−１とからなるフィードバック制御系がゾーンＺ１に形成される。その他のゾーンＺ２〜Ｚ６についても同様である。なお、図１１では、ゾーンＺ１の制御系のみを示し、他のゾーンＺ２〜Ｚ６の制御系については記載を省略している。
【００６１】
ＭＶｅ１は、ゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の操作量ＭＶ２〜ＭＶ６の和を表している。
操作量総和算出部３１ａ−１と下限値配分部３２ａ−１とは、操作量総和ＭＶ＿allを算出し、制御の整定状態を検出した際に操作量総和下限値ＯＬ＿allの合理的配分の算出と更新とを行う連携制御系を構成している。
【００６２】
図１２に、本実施の形態における好適な制御系のブロック線図を示す。図１２は、図１１に示した制御系のより好適かつ詳細な構成を示している。
操作量総和算出部３１ａ−１内のダンピング処理部３１０の構成および動作は、第１の実施の形態と同様である。
【００６３】
操作量総和算出部３１ａ−１内の加算部３１３は、ゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の操作量ＭＶ２〜ＭＶ６の和である他全操作量和ＭＶｅ１を次式のように算出する。
ＭＶｅ１＝ＭＶ２＋ＭＶ３＋ＭＶ４＋ＭＶ５＋ＭＶ６              ・・・（１２）
【００６４】
ダンピング処理部３１４は、他全操作量和ＭＶｅ１の高周波のふらつきを削減するための構成要素である。ダンピング処理部３１４は、例えば１次遅れの時間遅れ特性のローパスフィルタで実現すればよい。他全操作量和ＭＶｅ１のダンピング処理の時定数をＴｅ１とすると、ダンピング処理部３１４の伝達関数は１／（１＋Ｔｅ１ｓ）となる。
【００６５】
加算部３１２ａは、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１とＭＶｅ１との和である操作量総和ＭＶ＿allを次式のように算出する。
ＭＶ＿all＝ＭＶ１＋ＭＶｅ１                                   ・・・（１３）
【００６６】
下限値配分部３２ａ−１は、ゾーンＺ１〜Ｚ６のうち予め規定されたゾーンの制御の整定状態を検出し、検出時点におけるゾーンＺ１〜Ｚ６の操作量ＭＶ１＿s〜ＭＶ６＿s（整定操作量）の総和ＭＶ＿all＿s＝ＭＶ１＿s＋ＭＶｅ１＿s＝ＭＶ１＿s＋ＭＶ２＿s＋ＭＶ３＿s＋ＭＶ４＿s＋ＭＶ５＿s＋ＭＶ６＿sに基づきコントローラ２−１の操作量下限値ＯＬ１を式（２）のように決定する。
【００６７】
また、下限値配分部３２ａ−１は、式（２）を実行する代わりに、以下の式のような均等配分処理を実行してもよい。
ＯＬ１←ＭＶ１＿s−（ＭＶ＿all＿s−ＯＬ＿all）／ｎ            ・・・（１４）
【００６８】
式（１４）において、ｎはゾーン数であり、本実施の形態ではｎ＝６である。ここまでゾーンＺ１の処理について説明したが、他のゾーンについても同様の処理を行えばよい。
【００６９】
以下、本実施の形態の制御装置の動作を説明する。図１３は制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、図１３では、記載を容易にするために、ゾーンＺ１，Ｚ２の処理についてのみ記載している。
ステップＳ２００〜Ｓ２０５の処理は、第１の実施の形態のステップＳ１００〜Ｓ１０５と同じである。
【００７０】
連携動作演算部３ａの操作量総和算出部３１ａ−１は、コントローラ２−１から出力された操作量ＭＶ１を受け取ると共に、他のコントローラ２−２〜２−６から出力された操作量ＭＶ２〜ＭＶ６を他全操作量入力部３０ａ−１を介して受け取る。操作量総和算出部３１ａ−２は、コントローラ２−２から出力された操作量ＭＶ２を受け取ると共に、他のコントローラ２−１，２−３〜２−６から出力された操作量ＭＶ１，ＭＶ３〜ＭＶ６を他全操作量入力部３０ａ−２を介して受け取る。
操作量総和算出部３１ａ−１，３１ａ−２内のダンピング処理部３１０は、それぞれ操作量ＭＶ１，ＭＶ２をダンピング処理する（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）。
【００７１】
操作量総和算出部３１ａ−１内の加算部３１３は、ゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の操作量ＭＶ２〜ＭＶ６の和である他全操作量和ＭＶｅ１を式（１２）のように算出する（ステップＳ２０８）。操作量総和算出部３１ａ−２内の加算部３１３は、ゾーンＺ２以外の他のゾーンＺ１，Ｚ３〜Ｚ６の操作量ＭＶ１，ＭＶ３〜ＭＶ６の和である他全操作量和ＭＶｅ２を次式のように算出する（ステップＳ２０９）。
ＭＶｅ２＝ＭＶ１＋ＭＶ３＋ＭＶ４＋ＭＶ５＋ＭＶ６              ・・・（１５）
【００７２】
操作量総和算出部３１ａ−１，３１ａ−２内のダンピング処理部３１４は、それぞれ他全操作量和ＭＶｅ１，ＭＶｅ２をダンピング処理する（ステップＳ２１０，Ｓ２１１）。
操作量総和算出部３１ａ−１内の加算部３１２ａは、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１とＭＶｅ１とから操作量総和ＭＶ＿allを式（１３）のように算出する（ステップＳ２１２）。操作量総和算出部３１ａ−２内の加算部３１２ａは、ダンピング処理後の操作量ＭＶ２とＭＶｅ２とから操作量総和ＭＶ＿allを次式のように算出する（ステップＳ２１３）。
ＭＶ＿all＝ＭＶ２＋ＭＶｅ２                                   ・・・（１６）
【００７３】
次に、下限値配分部３２ａ−１，３２ａ−２は、操作量総和ＭＶ＿allが下限値ＯＬ＿allより大きく、かつゾーンＺ１〜Ｚ６のうち予め規定されたゾーンの制御が整定している状態を検出する（ステップＳ２１４，Ｓ２１５）。第１の実施の形態で説明したとおり、あるゾーンが整定しているかどうかは、そのゾーンの設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づいて判定することができる。
【００７４】
下限値配分部３２ａ−１は、操作量総和ＭＶ＿allが下限値ＯＬ＿allより大きく、かつ予め規定されたゾーンの制御が整定しているとき、この整定時の操作量ＭＶ１＿sと整定時の操作量総和ＭＶ＿all＿sと操作量総和下限値ＯＬ＿allとから操作量下限値ＯＬ１を式（２）または式（１４）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ１をＰＩＤ演算部２２−１に出力する（ステップＳ２１６）。
【００７５】
下限値配分部３２ａ−２は、操作量総和ＭＶ＿allが下限値ＯＬ＿allより大きく、かつ予め規定されたゾーンの制御が整定しているとき、この整定時の操作量ＭＶ２＿sと整定時の操作量総和ＭＶ＿all＿sと操作量総和下限値ＯＬ＿allとから操作量下限値ＯＬ２を式（３）または以下の式（１７）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ２をＰＩＤ演算部２２−２に出力する（ステップＳ２１７）。
ＯＬ２←ＭＶ２＿s−（ＭＶ＿all＿s−ＯＬ＿all）／ｎ            ・・・（１７）
【００７６】
以上のようなステップＳ２００〜Ｓ２１７の処理が例えば空調システムのオペレータによって制御の終了が指示されるまで（ステップＳ２１８においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。図１３では、ゾーンＺ１，Ｚ２の処理について説明したが、他のゾーンについても同様の処理を行えばよい。
こうして、空間を２つ以上のゾーンに分ける場合においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
なお、操作量総和ＭＶ＿allが低下して下限値ＯＬ＿allに到達した場合、あるいは予め規定されたゾーンのうち少なくとも１つの制御が整定していない場合には、ステップＳ２１４，Ｓ２１５において判定ＮＯとなる。つまり、操作量下限値ＯＬ１，ＯＬ２の更新は、整定状態が検出された制御周期のみ実行される。
【００７８】
第１の実施の形態では、ゾーンＺ１，Ｚ２の制御が共に整定している状態を検出しているが、本実施の形態で説明したように、整定状態の検出は予め規定されたゾーンについて行えばよい。
【００７９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１４は本発明の第３の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図、図１５は本実施の形態の空調システムで用いる制御装置の構成を示すブロック図であり、図３、図４と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理２に対応するものであり、中規模の空間１を２つのゾーンＺ１，Ｚ２に分けて温度制御を行なうものである。この場合、通常のシングルループの制御系を２ループ構成する。
【００８０】
制御装置は、シングルループの制御系を構成するための構成要素であるコントローラ２ｂ−１，２ｂ−２と、連携動作演算部３ｂとからなる。
コントローラ２ｂ−１は、設定値ＳＰ入力部２０−１と、制御量ＰＶ入力部２１−１と、設定値ＳＰ１と制御量ＰＶ１に基づいて操作量ＭＶ１を算出する制御演算手段となるＰＩＤ演算部２２ｂ−１と、操作量ＭＶ出力部２３−１とを備える。
【００８１】
同様に、コントローラ２ｂ−２は、設定値ＳＰ入力部２０−２と、制御量ＰＶ入力部２１−２と、設定値ＳＰ２と制御量ＰＶ２に基づいて操作量ＭＶ２を算出する制御演算手段となるＰＩＤ演算部２２ｂ−２と、操作量ＭＶ出力部２３−２とを備える。
【００８２】
連携動作演算部３ｂは、他全操作量入力部３０−１，３０−２と、ゾーンＺ１，Ｚ２の操作量下限値ＯＬ１’，ＯＬ２’の設定処理を行う下限余裕配分部３３−１，３３−２とを、それぞれゾーンＺ１，Ｚ２毎に備える。
【００８３】
図１６に、本実施の形態における制御系のブロック線図を示す。第１の実施の形態と同様に、制御対象Ｐ１とＰＩＤ演算部２２ｂ−１とからなるフィードバック制御系がゾーンＺ１に形成され、制御対象Ｐ２とＰＩＤ演算部２２ｂ−２とからなるフィードバック制御系がゾーンＺ２に形成される。
【００８４】
下限余裕配分部３３−１，３３−２は、制御対象のゾーン以外の他のゾーンの操作量ＭＶ（制御対象がゾーンＺ１の場合は操作量ＭＶ２、制御対象がゾーンＺ２の場合は操作量ＭＶ１）と他のゾーンの予め規定された操作量下限値ＯＬ＿fとの間の余裕量を、制御対象のゾーンの操作量下限値ＯＬ＿fの引き下げ可能な量と見なして適宜配分する連携制御系を構成している。
【００８５】
図１７に、本実施の形態における好適な制御系のブロック線図を示す。図１７は、図１６に示した制御系のより好適かつ詳細な構成を示している。
ダンピング処理部３３０，３３１は、操作量ＭＶ１，ＭＶ２の高周波のふらつきを削減するための構成要素である。ダンピング処理部３３０，３３１は、例えば１次遅れの時間遅れ特性のローパスフィルタで実現すればよい。ゾーンＺ１のダンピング処理の時定数をＴ１、ゾーンＺ２のダンピング処理の時定数をＴ２、ラプラス演算子をｓとすると、ダンピング処理部３３０の伝達関数は１／（１＋Ｔ１ｓ）、ダンピング処理部３３１の伝達関数は１／（１＋Ｔ２ｓ）となる。
【００８６】
操作量下限値決定部３３２は、ゾーンＺ２のダンピング処理後の操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量を、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１＿fの引き下げ可能な量としてゾーンＺ１の実際に使用される操作量下限値ＯＬ１’を決定し、ゾーンＺ１のダンピング処理後の操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量をゾーンＺ２の操作量下限値ＯＬ２＿fの引き下げ可能な量としてゾーンＺ２の実際に使用される操作量下限値ＯＬ２’を決定するための構成要素である。操作量下限値決定部３３２は、具体的には以下の式を実行する。
Ｉｆ  ＭＶ２−ＯＬ２＿f＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f−（ＭＶ２−ＯＬ２＿f）／ｍ
Ｅｌｓｅ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f                               ・・・（１８）
Ｉｆ  ＭＶ１−ＯＬ１＿f＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f−（ＭＶ１−ＯＬ１＿f）／ｍ
Ｅｌｓｅ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f                               ・・・（１９）
【００８７】
式（１８）、式（１９）において、ＯＬ１’，ＯＬ２’はそれぞれゾーンＺ１，Ｚ２のコントローラ２ｂ−１，２ｂ−２において実際に利用される操作量下限値であり、ＯＬ１＿f，ＯＬ２＿fはそれぞれゾーンＺ１，Ｚ２の予め規定される操作量下限値である。例えばＯＬ１＿f＝ＯＬ２＿f＝２０．０％であれば、風量の総和（操作量ＭＶの総和）の下限値ＯＬ＿allが４０．０％であって、均等配分されている設計が基本であることを意味している。また、ｍは適宜設定される１以上の正の値であり、例えばｍ＝２．０である。
【００８８】
式（１８）は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量が０より大きい場合は、この余裕量をｍで除算した値だけ操作量下限値ＯＬ１＿fを減じた値を、ゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値ＯＬ１’とすることを意味している。式（１９）は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量が０より大きい場合は、この余裕量をｍで除算した値だけ操作量下限値ＯＬ２＿fを引き下げた値を、ゾーンＺ２のコントローラ２ｂ−２において実際に利用される操作量下限値ＯＬ２’とすることを意味している。
【００８９】
操作量下限値決定部３３２は、式（１８）、式（１９）の代わりに以下のような処理を行ってもよい。
Ｉｆ  ＭＶ２−ＯＬ２＿f＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f−α（ＭＶ２−ＯＬ２＿f）
Ｅｌｓｅ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f                               ・・・（２０）
Ｉｆ  ＭＶ１−ＯＬ１＿f＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f−α（ＭＶ１−ＯＬ１＿f）
Ｅｌｓｅ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f                               ・・・（２１）
【００９０】
式（２０）、式（２１）において、αは適宜設計される０以上１以下の値であり、例えばα＝０．５である。
式（１８）、式（２０）において、「Ｅｌｓｅ」以降の処理は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量が０以下となった時点で、操作量下限値ＯＬ１’の引き下げを解除し、操作量下限値ＯＬ１’を操作量下限値ＯＬ１＿fに戻すことを意味している。同様に、式（１９）、式（２１）において、「Ｅｌｓｅ」以降の処理は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量が０以下となった時点で、操作量下限値ＯＬ２’の引き下げを解除し、操作量下限値ＯＬ２’を操作量下限値ＯＬ２＿fに戻すことを意味している。
【００９１】
以下、本実施の形態の制御装置の動作を説明する。図１８は制御装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ３００〜Ｓ３０３の処理は、第１の実施の形態のステップＳ１００〜Ｓ１０３と同じである。
【００９２】
ＰＩＤ演算部２２ｂ−１は、設定値ＳＰ１と制御量ＰＶ１に基づいて式（６）のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶ１を算出し（ステップＳ３０４）、ＰＩＤ演算部２２ｂ−２は、設定値ＳＰ２と制御量ＰＶ２に基づいて式（７）のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶ２を算出する（ステップＳ３０５）。第１の実施の形態と同様に、冷房時には、比例ゲインＫｇ１，Ｋｇ２を負の値に設定し、暖房時には、比例ゲインＫｇ１，Ｋｇ２を正の値に設定する。
【００９３】
さらに、ＰＩＤ演算部２２ｂ−１は、操作量ＭＶ１の出力に際して、式（８）のような操作量ＭＶ１の上限処理を行い、また以下の式のような操作量ＭＶ１の下限処理を行う。
ＩＦ  ＭＶ１＜ＯＬ１’  ＴＨＥＮ  ＭＶ１＝ＯＬ１’            ・・・（２２）
すなわち、ＰＩＤ演算部２２ｂ−１は、操作量ＭＶ１が予め設定された操作量上限値ＯＨ１より大きい場合、操作量ＭＶ１＝ＯＨ１として出力し、操作量ＭＶ１が下限余裕配分部３３−１から出力される操作量下限値ＯＬ１’より小さい場合、操作量ＭＶ１＝ＯＬ１’として出力する。
【００９４】
同様に、ＰＩＤ演算部２２ｂ−２は、操作量ＭＶ２の出力に際して、式（１０）のような操作量ＭＶ２の上限処理を行い、また以下の式のような操作量ＭＶ２の下限処理を行う。
ＩＦ  ＭＶ２＜ＯＬ２’  ＴＨＥＮ  ＭＶ２＝ＯＬ２’            ・・・（２３）
ＯＬ２’は下限余裕配分部３３−２から出力される操作量下限値である。
【００９５】
操作量ＭＶ出力部２３−１，２３−２は、ＰＩＤ演算部２２ｂ−１，２２ｂ−２から出力された操作量ＭＶ１，ＭＶ２をそれぞれ風量調節器６−１，６−２に出力すると共に連携動作演算部３ｂに出力する。
【００９６】
連携動作演算部３ｂの下限余裕配分部３３−１は、コントローラ２−１から出力された操作量ＭＶ１を受け取ると共に、コントローラ２−２から出力された操作量ＭＶ２を他全操作量入力部３０−１を介して受け取る。下限余裕配分部３３−２は、コントローラ２−２から出力された操作量ＭＶ２を受け取ると共に、コントローラ２−１から出力された操作量ＭＶ１を他全操作量入力部３０−２を介して受け取る。
【００９７】
下限余裕配分部３３−１内のダンピング処理部３３０，３３１は、それぞれ操作量ＭＶ１，ＭＶ２をダンピング処理し（ステップＳ３０６）、同様に下限余裕配分部３３−２内のダンピング処理部３３０，３３１は、操作量ＭＶ１，ＭＶ２をダンピング処理する（ステップＳ３０７）。
【００９８】
下限余裕配分部３３−１内の操作量下限値決定部３３２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量（ＭＶ２−ＯＬ２＿f）が０より大きいかどうかを判定する（ステップＳ３０８）。下限余裕配分部３３−２内の操作量下限値決定部３３２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量（ＭＶ１−ＯＬ１＿f）が０より大きいかどうかを判定する（ステップＳ３０９）。
【００９９】
下限余裕配分部３３−１内の操作量下限値決定部３３２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量（ＭＶ２−ＯＬ２＿f）が０より大きい場合、ゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値ＯＬ１’を式（１８）または式（２０）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ１’をＰＩＤ演算部２２ｂ−１に出力する（ステップＳ３１０）。
【０１００】
下限余裕配分部３３−２内の操作量下限値決定部３３２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量（ＭＶ１−ＯＬ１＿f）が０より大きい場合、ゾーンＺ２のコントローラ２ｂ−２において実際に利用される操作量下限値ＯＬ２’を式（１９）または式（２１）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ２’をＰＩＤ演算部２２ｂ−２に出力する（ステップＳ３１１）。
【０１０１】
また、下限余裕配分部３３−１内の操作量下限値決定部３３２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量（ＭＶ２−ＯＬ２＿f）が０以下の場合、ゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値ＯＬ１’を予め規定された操作量下限値ＯＬ１＿fとし、この操作量下限値ＯＬ１’をＰＩＤ演算部２２ｂ−１に出力する（ステップＳ３１２）。
【０１０２】
下限余裕配分部３３−２内の操作量下限値決定部３３２は、ダンピング処理後の操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量（ＭＶ１−ＯＬ１＿f）が０以下の場合、ゾーンＺ２のコントローラ２ｂ−２において実際に利用される操作量下限値ＯＬ２’を予め規定された操作量下限値ＯＬ２＿fとし、この操作量下限値ＯＬ２’をＰＩＤ演算部２２ｂ−２に出力する（ステップＳ３１３）。
【０１０３】
以上のようなステップＳ３００〜Ｓ３１３の処理が例えば空調システムのオペレータによって制御の終了が指示されるまで（ステップＳ３１４においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。
【０１０４】
図１９は、従来の空調システムと本実施の形態の空調システムの冷房時の数値例を示す図である。図１９（Ａ）は従来の空調システムの場合を示している。ここでは、ゾーンＺ１の設定値ＳＰ１とゾーンＺ２の設定値ＳＰ２が共に２５．０℃であり、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１とゾーンＺ２の操作量下限値ＯＬ２が共に２０．０％であるとする。すなわち、予め規定される操作量総和の下限値ＯＬ＿allが４０．０％であるとする。
【０１０５】
ゾーンＺ１の制御量ＰＶ１を２５．０℃に制御するために、本来必要な操作量ＭＶ１が４５．０％であり、ゾーンＺ２の制御量ＰＶ２を２５．０℃に制御するために、本来必要な操作量ＭＶ２が１５．０％であるとすると、風量総和（操作量ＭＶ総和）としては２０．０％（ＭＶ１＋ＭＶ２−ＯＬ＿all＝４５．０％＋１５．０％−４０．０％）の余裕があることになる。しかし、ゾーンＺ２については操作量下限値ＯＬ２が２０．０％なので操作量ＭＶ２は２０．０％に制限されることになり、すなわち必要以上の冷房を行なうことにより、ゾーンＺ２の制御量ＰＶ２は例えば２４．３℃となり、設定値ＳＰ２からずれた状態になる。このように、従来の空調システムでは、制御可能な温度範囲が制約されてしまうことになる。
【０１０６】
一方、図１９（Ａ）に示した状況に対して本実施の形態を適用すると、ゾーンＺ１の操作量ＭＶ１が４５．０％で操作量下限値ＯＬ１＿fが２０．０％であれば、余裕量が２５．０％あるので、ｍ＝２．０とすると、余裕量の半分の１２．５％を操作量下限値ＯＬ２＿fの引き下げ可能分として、操作量下限値ＯＬ２’を７．５％に設定する。したがって、図１９（Ｂ）に示すように、操作量ＭＶ２を当初の操作量下限値ＯＬ２＿fの２０．０％を下回る１５．０％で出力することが可能になるので、ゾーンＺ１の制御量ＰＶ１とゾーンＺ２の制御量ＰＶ２は共に２５．０℃に制御される。
【０１０７】
図１９（Ｂ）の状態から、外部条件が変化して本来必要な操作量が下がり、例えば本来必要な操作量ＭＶ１が１９．０％で、本来必要な操作量ＭＶ２が１３．０％である状況のときは、操作量ＭＶ１と操作量下限値ＯＬ１＿fとの間の余裕量（ＭＶ１−ＯＬ１＿f）が０以下となり、操作量ＭＶ２と操作量下限値ＯＬ２＿fとの間の余裕量（ＭＶ２−ＯＬ２＿f）が０以下となるので、図１９（Ｃ）に示すように、ＯＬ１’＝ＯＬ１＿f＝２０．０％、ＯＬ２’＝ＯＬ２＿f＝２０．０％となる。つまり、全ゾーンが予め規定された操作量下限値ＯＬ_fを下回る方向に操作量ＭＶが制御されていく場合には、総和最低時の各ゾーンの操作量ＭＶは予め規定された操作量下限値ＯＬ＿fに収束する。この場合は、例えばゾーンＺ１の制御量ＰＶ１とゾーンＺ２の制御量ＰＶ２は共に２５．０℃未満というように制御性が犠牲になるが、このような状態が発生するとき以外は制御性が犠牲になる確率が低減されているので、全体としては制御性が改善されることになる。
【０１０８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図２０は本発明の第４の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図、図２１は本実施の形態の空調システムで用いる制御装置の構成を示すブロック図であり、図９、図１０と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理２に対応するものであり、大規模の空間１ａを６つのゾーンＺ１〜Ｚ６に分けて温度制御を行なうものである。この場合、通常のシングルループの制御系を６ループ構成する。
【０１０９】
制御装置は、シングルループの制御系を構成するための構成要素であるコントローラ２ｂ−１〜２ｂ−６と、連携動作演算部３ｃとからなる。
コントローラ２ｂ−１〜２ｂ−６は、設定値ＳＰ入力部２０−１〜２０−６と、制御量ＰＶ入力部２１−１〜２１−６と、ＰＩＤ演算部２２ｂ−１〜２２ｂ−６と、操作量ＭＶ出力部２３−１〜２３−６とを、それぞれゾーンＺ１〜Ｚ６毎に備える。
連携動作演算部３ｃは、他全操作量入力部３０ｃ−１〜３０ｃ−６と、下限余裕配分部３３ｃ−１〜３３ｃ−６とを、それぞれゾーンＺ１〜Ｚ６毎に備える。
【０１１０】
図２２に、本実施の形態における制御系のブロック線図を示す。第１の実施の形態と同様に、制御対象Ｐ１とＰＩＤ演算部２２−１とからなるフィードバック制御系がゾーンＺ１に形成される。その他のゾーンＺ２〜Ｚ６についても同様である。なお、図２２では、ゾーンＺ１の制御系のみを示し、他のゾーンＺ２〜Ｚ６の制御系については記載を省略している。
【０１１１】
ＭＶｅ１は、ゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の操作量ＭＶ２〜ＭＶ６の和を表している。
下限余裕配分部３３ｃ−１は、他全操作量和ＭＶｅ１とゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量を、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１＿fの引き下げ可能な量とする連携制御系を構成している。
【０１１２】
図２３に、本実施の形態における好適な制御系のブロック線図を示す。図２３は、図２２に示した制御系のより好適かつ詳細な構成を示している。
下限余裕配分部３３ｃ−１内の加算部３３３は、ゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の操作量ＭＶ２〜ＭＶ６の和である他全操作量和ＭＶｅ１を次式のように算出する。
ＭＶｅ１＝ＭＶ２＋ＭＶ３＋ＭＶ４＋ＭＶ５＋ＭＶ６              ・・・（２４）
【０１１３】
なお、ゾーンＺ１の操作量ＭＶ１は、下限余裕配分部３３ｃ−１では使用されず、他のゾーンＺ２〜Ｚ６の下限余裕配分部３３ｃ−２〜３３ｃ−６において他全操作量和ＭＶｅ２〜ＭＶｅ６の算出に使用される。
【０１１４】
ダンピング処理部３３４は、他全操作量和ＭＶｅ１の高周波のふらつきを削減するための構成要素である。ダンピング処理部３３４は、例えば１次遅れの時間遅れ特性のローパスフィルタで実現すればよい。他全操作量和ＭＶｅ１のダンピング処理の時定数をＴｅ１とすると、ダンピング処理部３３４の伝達関数は１／（１＋Ｔｅ１ｓ）となる。
【０１１５】
操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ１と他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量を、ゾーンＺ１の操作量下限値ＯＬ１＿fの引き下げ可能な量としてゾーンＺ１の実際に使用される操作量下限値ＯＬ１’を決定する。操作量下限値決定部３３２ｃは、具体的には以下の式を実行する。
Ｉｆ  ＭＶｅ１−ＯＬｅ１＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f−（ＭＶｅ１−ＯＬｅ１）／ｍ
Ｅｌｓｅ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f                               ・・・（２５）
【０１１６】
式（２５）において、ＯＬ１’はゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値であり、ＯＬ１＿fはゾーンＺ１の予め規定される操作量下限値である。例えばＯＬ１＿f＝２０．０％であれば、風量の総和（操作量ＭＶの総和）の下限値ＯＬ＿allに関連する何らかの配分が予め設計されていることを意味している。また、ｍは適宜設定される１以上の正の値であり、例えばｍ＝２．０である。
【０１１７】
他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１は、次式のようになる。
ＯＬｅ１＝ＯＬ２＿f＋ＯＬ３＿f＋ＯＬ４＿f＋ＯＬ５＿f＋ＯＬ６＿f
・・・（２６）
ここで、ＯＬ２＿f〜ＯＬ６＿fは、ゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値である。なお、操作量下限値ＯＬ１＿f〜ＯＬ６＿fの総和がＯＬ＿allである。
【０１１８】
式（２５）は、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ１と他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量が０より大きい場合は、この余裕量をｍで除算した値だけ操作量下限値ＯＬ１＿fを減じた値を、ゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値ＯＬ１’とすることを意味している。
【０１１９】
操作量下限値決定部３３２ｃは、式（２５）の代わりに以下のような処理を行ってもよい。
Ｉｆ  ＭＶｅ１−ＯＬｅ１＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f−α（ＭＶｅ１−ＯＬｅ１）
Ｅｌｓｅ  ＯＬ１’←ＯＬ１＿f                               ・・・（２７）
【０１２０】
式（２７）において、αは適宜設計される０以上１以下の値であり、例えばα＝０．５である。
式（２５）、式（２７）において、「Ｅｌｓｅ」以降の処理は、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ１と他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量が０以下となった時点で、操作量下限値ＯＬ１’の引き下げを解除し、操作量下限値ＯＬ１’を操作量下限値ＯＬ１＿fに戻すことを意味している。
【０１２１】
以下、本実施の形態の制御装置の動作を説明する。図２３は制御装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ４００〜Ｓ４０５の処理は、第３の実施の形態のステップＳ３００〜Ｓ３０５と同じである。
【０１２２】
連携動作演算部３ｃの下限余裕配分部３３ｃ−１は、コントローラ２ｂ−１から出力された操作量ＭＶ１を受け取ると共に、他のコントローラ２ｂ−２〜２ｂ−６から出力された操作量ＭＶ２〜ＭＶ６を他全操作量入力部３０ｃ−１を介して受け取る。下限余裕配分部３３ｃ−２は、コントローラ２ｂ−２から出力された操作量ＭＶ２を受け取ると共に、他のコントローラ２ｂ−１，２ｂ−３〜２ｂ−６から出力された操作量ＭＶ１，ＭＶ３〜ＭＶ６を他全操作量入力部３０ｃ−２を介して受け取る。
【０１２３】
下限余裕配分部３３ｃ−１内の加算部３３３は、ゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の操作量ＭＶ２〜ＭＶ６の和である他全操作量和ＭＶｅ１を式（２４）のように算出する（ステップＳ４０６）。下限余裕配分部３３ｃ−２内の加算部３３３は、ゾーンＺ２以外の他のゾーンＺ１，Ｚ３〜Ｚ６の操作量ＭＶ１，ＭＶ３〜ＭＶ６の和である他全操作量和ＭＶｅ２を次式のように算出する（ステップＳ４０７）。
ＭＶｅ２＝ＭＶ１＋ＭＶ３＋ＭＶ４＋ＭＶ５＋ＭＶ６              ・・・（２８）
【０１２４】
下限余裕配分部３３ｃ−１，３３ｃ−２内のダンピング処理部３３４は、それぞれ他全操作量和ＭＶｅ１，ＭＶｅ２をダンピング処理する（ステップＳ４０８，Ｓ４０９）。
【０１２５】
下限余裕配分部３３ｃ−１内の操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ１とゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量（ＭＶｅ１−ＯＬｅ１）が０より大きいかどうかを判定する（ステップＳ４１０）。
【０１２６】
下限余裕配分部３３ｃ−２内の操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ２とゾーンＺ２以外の他のゾーンＺ１，Ｚ３〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ２との間の余裕量（ＭＶｅ２−ＯＬｅ２）が０より大きいかどうかを判定する（ステップＳ４１１）。ゾーンＺ２以外の他のゾーンＺ１，Ｚ３〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ２は、次式のようになる。
ＯＬｅ２＝ＯＬ１＿f＋ＯＬ３＿f＋ＯＬ４＿f＋ＯＬ５＿f＋ＯＬ６＿f
・・・（２９）
【０１２７】
下限余裕配分部３３ｃ−１内の操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ１とゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量（ＭＶｅ１−ＯＬｅ１）が０より大きい場合、ゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値ＯＬ１’を式（２５）または式（２７）のように算出し、この操作量下限値ＯＬ１’をＰＩＤ演算部２２ｂ−１に出力する（ステップＳ４１２）。
【０１２８】
下限余裕配分部３３ｃ−２内の操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ２とゾーンＺ２以外の他のゾーンＺ１，Ｚ３〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ２との間の余裕量（ＭＶｅ２−ＯＬｅ２）が０より大きい場合、ゾーンＺ２のコントローラ２ｂ−２において実際に利用される操作量下限値ＯＬ２’を次式のように算出し、この操作量下限値ＯＬ２’をＰＩＤ演算部２２ｂ−２に出力する（ステップＳ４１３）。
Ｉｆ  ＭＶｅ２−ＯＬｅ２＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f−（ＭＶｅ２−ＯＬｅ２）／ｍ
Ｅｌｓｅ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f                               ・・・（３０）
【０１２９】
下限余裕配分部３３ｃ−２内の操作量下限値決定部３３２ｃは、式（３０）の代わりに以下のような処理を行ってもよい。
Ｉｆ  ＭＶｅ２−ＯＬｅ２＞０
Ｔｈｅｎ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f−α（ＭＶｅ２−ＯＬｅ２）
Ｅｌｓｅ  ＯＬ２’←ＯＬ２＿f                               ・・・（３１）
【０１３０】
また、下限余裕配分部３３ｃ−１内の操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ１とゾーンＺ１以外の他のゾーンＺ２〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ１との間の余裕量（ＭＶｅ１−ＯＬｅ１）が０以下の場合、ゾーンＺ１のコントローラ２ｂ−１において実際に利用される操作量下限値ＯＬ１’を予め規定された操作量下限値ＯＬ１＿fとし、この操作量下限値ＯＬ１’をＰＩＤ演算部２２ｂ−１に出力する（ステップＳ４１４）。
【０１３１】
下限余裕配分部３３ｃ−２内の操作量下限値決定部３３２ｃは、ダンピング処理後の他全操作量和ＭＶｅ２とゾーンＺ２以外の他のゾーンＺ１，Ｚ３〜Ｚ６の予め規定された操作量下限値の総和ＯＬｅ２との間の余裕量（ＭＶｅ２−ＯＬｅ２）が０以下の場合、ゾーンＺ２のコントローラ２ｂ−２において実際に利用される操作量下限値ＯＬ２’を予め規定された操作量下限値ＯＬ２＿fとし、この操作量下限値ＯＬ２’をＰＩＤ演算部２２ｂ−２に出力する（ステップＳ４１５）。
【０１３２】
以上のようなステップＳ４００〜Ｓ４１５の処理が例えば空調システムのオペレータによって制御の終了が指示されるまで（ステップＳ４１６においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。図２４では、ゾーンＺ１，Ｚ２の処理について説明したが、他のゾーンについても同様の処理を行えばよい。
こうして、空間を２つ以上のゾーンに分ける場合においても、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
なお、第１〜第４の実施の形態において、コントローラの制御アルゴリズムとしては、最も汎用的に利用されているＰＩＤが実用上好適であるが、ＩＭＣ（Internal Model Control）やＳＡＣ（Simple Adaptive Control）などであってもよい。
【０１３４】
また、第１〜第４の実施の形態で説明したコントローラ２−１〜２−６，２ｂ−１〜２ｂ−６および連携動作演算部３，３ａ，３ｂ，３ｃは、ＣＰＵ、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、マルチループ系の制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の原理１を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の原理２を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る空調システムで用いる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における制御系のブロック線図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における好適な制御系のブロック線図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】従来の空調システムと本発明の第１の実施の形態に係る空調システムの冷房時の数値例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る空調システムで用いる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における制御系のブロック線図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における好適な制御系のブロック線図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る空調システムで用いる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態における制御系のブロック線図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態における好適な制御系のブロック線図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】従来の空調システムと本発明の第３の実施の形態に係る空調システムの冷房時の数値例を示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係る空調システムの構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態に係る空調システムで用いる制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態における制御系のブロック線図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における好適な制御系のブロック線図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１ａ…空間、２−１〜２−６，２ｂ−１〜２ｂ−６…コントローラ、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…連携動作演算部、４−１〜４−６…センサ、５…熱源系、６−１〜６−６…風量調節器、７−１〜７−６…冷温風出口、２０−１〜２０−６…設定値ＳＰ入力部、２１−１〜２１−６…制御量ＰＶ入力部、２２−１〜２２−６，２２ｂ−１〜２２ｂ−６…ＰＩＤ演算部、２３−１〜２３−６…操作量ＭＶ出力部、３０−１，３０−２，３０ａ−１〜３０ａ−６，３０ｃ−１〜３０ｃ−６…他全操作量入力部、３１−１，３１−２，３１ａ−１〜３１ａ−６…操作量総和算出部、３２−１，３２−２，３２ａ−１〜３２ａ−６…下限値配分部、３３−１，３３−２，３３ｃ−１〜３３ｃ−６…下限余裕配分部、３１０，３１１，３１４，３３０，３３１，３３４…ダンピング処理部、３１２，３１２ａ，３１３，３３３…加算部、３３２…操作量下限値決定部、Ｚ１〜Ｚ６…ゾーン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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